Astronomer kortlægger interstellare støvkorn i Mælkevejen

Mellem stjernerne i vores Mælkevej, enorme mængder af små støvkorn flyder formålsløst rundt. De danner byggestenene til nye stjerner og planeter. Men vi ved stadig ikke, hvilke elementer der præcist er tilgængelige for at danne planeter som Jorden. Et forskerhold ved SRON ledet af Elisa Costantini har nu matchet observationer fra røntgenteleskoper med data fra synkrotronanlæg for at skabe et kort over interstellare korn i Mælkevejen.

Hvis vores galakse krympede til det punkt, hvor stjerner var på størrelse med kugler, der ville stadig være omkring tusinde kilometer imellem hver af dem. Så det er sikkert at sige, at galakser for det meste består af det tomme rum. Stadig, dette rum er ikke så tomt, som du måske tror. Det er fyldt med det såkaldte interstellare medium. Størstedelen af ​​dette består af spinkel gas, men omkring en procent er i form af bittesmå korn på omkring 0,1 mikron - en tusindedel af bredden af ​​et menneskehår.

Disse korn dannes under stjernernes livscyklus. En stjerne, og planeterne omkring det, dannes af en kollapsende sky af gas og støv. Når stjernen udvikler sig mod slutningen af ​​sit liv, det udstøder en god del af sin masse i det omgivende medium, skabe nyt materiale til støvdannelse. Hvis stjernen ender sit liv med en supernovaeksplosion, det vil yderligere berige miljøet med endnu mere gas og støv. Dette vil i sidste ende udgøre nye byggesten til stjerner og planeter. Som Carl Sagan sagde, "Vi er lavet af stjernestøv." Men hvilke grundstoffer der præcist er tilgængelige i det interstellare medium til at danne planeter som Jorden, er stadig ukendt.

Den interstellare støvforskningsgruppe ved SRON Netherlands Institute for Space Research, ledet af Elisa Costantini, har nu studeret de interstellare korn i vores Mælkevej ved hjælp af røntgenstråling. De var i stand til, for første gang, at udforske støvets egenskaber i centrale områder af galaksen, og fandt ud af, at disse korn konsekvent er lavet af et glasagtigt silikat:Olivin, som er en forbindelse af magnesium, jern, silicium og ilt. Interaktionen med stjernestråling og kosmiske stråler smeltede disse korn til at danne små glasagtige uregelmæssige kugler. Når man bevæger sig længere ud til mere diffuse områder væk fra det galaktiske centrum, holdet fandt spor for tilstedeværelsen af ​​en større variation i støvsammensætning. Dette kan give anledning til diversificerede planetsystemer. Det kan endda være, at vores planetsystem er undtagelsen snarere end normen.

Costantini kommentarer, "Vores solsystem blev dannet i de ydre områder af galaksen og er resultatet af en kompleks sekvens af begivenheder, inklusive nærliggende supernovaeksplosioner. Det er fortsat et åbent spørgsmål, hvad der er det rigtige miljø til at danne planetsystemer, og hvilke af disse begivenheder er afgørende for at danne en planet, hvor liv kan blomstre."

For at komme til deres resultater, Costantini og hendes gruppe matchede observationer fra røntgenteleskoper og synkrotronanlæg. De brugte sidstnævnte til at karakterisere de egenskaber, som interstellare støvanaloger som silikater, oxider og sulfater produceres i røntgenstråler. Derefter sammenlignede de disse med de astronomiske data for at finde de bedste matcher. At observere flere synslinjer gjorde det muligt for dem at udforske forskellige miljøer i Mælkevejen.

Forskerholdet brugte synkrotronfaciliteterne Soleil-LUCIA beamline, Dubble-ESRF-strålelinjen og Titan-elektronmikroskopet ved University of Cadiz. På den astronomiske side, de brugte røntgenobservatorierne XMM-Newton (ESA) og Chandra (NASA).